Теплоснабжение жилого микрорайона г. Курган

Чертеж ФРОЛОВ БСТР1810.dwg

Q = Qomax + Qвmax + Qhз
ВГТУ 18-Б1-138 гр. БСТР-1810
Теплогазоснабжение с основами теплотехники
Теплоснабжение жилого микрорайона г.Курган
график расхода теплоты и продолжительности тепловой нагрузки
хар-ки сальниковых компенсаторов
План сети (М 1:2000)
Характеристики сальниковых компенсаторов
Характеристики П-образных компенсаторов
График центрального качественного регулирования
График расхода теплоты и продолжительность тепловой нагрузки

Пояснительная записка Фролов ДМ БСТР1810.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет инженерных систем и сооружений
Кафедра теплоснабжения и нефтегазового дела
«Теплогазоснабжение с основами теплотехники»
«Теплоснабжение жилого микрорайона г. Курган»
Ф.И.О. Группа Подпись
Принял: Тульская С.Г.
Климатическая характеристика района8
Расчет тепловых нагрузок9
1 Определение наружных объемов здания и числа жителей9
2 Максимальные нагрузки9
3 Средние нагрузки11
3.1 Средний тепловой поток на горячее водоснабжение11
3.2 Отопление и вентиляция13
4 Годовые нагрузки14
5 Выбор схемы присоединения подогревателей ГВ15
Графики расхода теплоты и продолжительности тепловой нагрузки16
1 Построение графика часового расхода теплоты16
2 Построение графика годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур16
График центрального качественного регулирования19
Расчёт расходов воды в сети22
Составление расчётной схемы. Гидравлический расчёт24
1 Трассировка сети24
2 Бланк гидравлического расчёта24
Механические расчёты сети27
1 Выбор П-образных компенсаторов27
2 Выбор сальникового компенсатора28
ВГТУ 18-Б1-138 БСТР-1810
Теплогазоснабжение с основами теплотехники
Теплоснабжение жилого микрорайона г. Курган
План сети монтажная схема график расхода теплоты и продолжительности тепловой нагрузки график центрального качественного регулирования характеристики сальниковых и П-образных компенсаторов экспликация зданий
Теплоснабжение — это снабжение систем отопления здания горячей водой либо паром. Привычным источником теплоснабжения являются ТЭЦ и котельные. Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном – снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Для эффективной работы централизованной сети теплоснабжения её строят разделяя на уровни работа каждого элемента заключается в выполнении одной задачи. С каждым уровнем задача элемента уменьшается. Местное теплоснабжение – снабжение теплом одного или несколько домов. Централизованные сети теплоснабжения имеют ряд преимуществ: снижение расходов топлива и сокращение затрат использование низкосортного топлива улучшение санитарного состояния жилых районов. Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепловой энергии (ТЭЦ) тепловой сети и теплопотребляющих установок. ТЭЦ комбинированно вырабатывает тепло и энергию. Источниками местного теплоснабжения являются печи котлы водонагреватели.
Системы теплоснабжения отличаются различными температурами и давлением воды. Это зависит от требований потребителей и экономических соображений. При увеличении расстояния на которое необходимо «передать» тепло увеличиваются экономические затраты. В настоящее время расстояние передачи тепла измеряется десятками километров. Системы теплоснабжения делятся по объёму тепловых нагрузок. Системы отопления относят к сезонным а системы горячего водоснабжения – к постоянным.
Целью разработки курсового проекта является обобщение теоретических знаний по курсу «Теплоснабжение» приобретение навыков оптимального проектирования в соответствии с действующими СНиП ГОСТ и прогрессивными техническими решениями. Связывая источник тепла с большим количеством потребителей тепловые сети должны обеспечить согласованную работу всех звеньев системы централизованного теплоснабжения (СЦТ). Поэтому при проектировании особое внимание следует уделить расчету тепловых нагрузок потребителей режимам регулирования отпуска теплоты расчету температурных и гидравлических режимов СЦТ определению оптимальной толщины изоляции и тепловому расчету тепловых сетей а также расчету строительно-монтажных элементов тепловых сетей и энергосберегающих мероприятий СЦТ.
В ходе работы должен выполнить расчёт максимальных нагрузок на отопление и вентиляцию найден средний тепловой поток на горячее водоснабжение. Расчитать годовые нагрузки и подобраны схемы присоединения подогревателей ГВ зданий и всего микрорайона. Также построить графики: часового расхода теплоты и годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур и график центрального качественного регулирования. Выполнить расчёты расхода воды в теплосети и заполнить бланк гидравлического расчёта. Рассчитаны и подобрать сальниковые компенсаторы и п-образные компенсаторы если те необходимы.
С помощью гидравлического расчета провести трассировку сети и построить монтажную схему сети.
Тип системы - закрытая;
Температурный график – 95-70;
Двухтрубная система;
Тип регулирования – качественное;
Материал труб – сталь;
Температура в обратной магистрали 20' – 70;
Температура воды в абонентской установке см' – 905;
Графическая схема – 9
Климатическая характеристика района
Данные по расчетным температурам для проектирования отопления вентиляции средней температуры наружного воздуха за отопительный период продолжительность отопительного периода скорость ветра за отопительный период принимается согласно нормативной литературе.
Климатические данные района проектирования г. Курган
Справочные данные по продолжительности стояния наружных температур воздуха принимаются согласно справочным данным.
Данные по повторяемости стояния наружных температур воздуха за отопительный период
Повторяемость температур наружного воздуха ч
Расчет тепловых нагрузок
1 Определение наружных объемов здания и числа жителей
По выданному ген. Плану с учетом масштаба необходимо определить площадь зданий в плане и наружные объёмы зданий высоту этажа принимаем 3 м. Результаты вычислений заносим в таблицу 2.1.
Характеристика микрорайона г. Курган
2 Максимальные нагрузки
При отсутствии проектных данных максимальный тепловой поток Qomax может быть определен по формуле 2.1.
Qoma qo – удельная отопительная характеристика принимается по таблице 3; Vн – объем здания по наружному объёму м3; ti – средняя расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий принимается: для жилых зданий 18 ºС - для районов с расчетной температурой наружного воздуха выше -31 ºС 20 ºС – для районов с расчетной температурой
наружного воздуха ниже -31 ºС для гражданских зданий – в зависимости от назначения здания по таблице 1; to - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (см. исходные данные); Kmn – повышающий коэффициент для учета потерь теплопроводами принимается равным 105.
Результаты расчетов тепловых нагрузок на отопление сводим в таблицу 2.2.
Расчет максимальных тепловых нагрузок на отопление
Определим расчетную часовую тепловую нагрузку приточной вентиляции общественных зданий по формуле 2.2.
Qвmax = α · qв ·Vн · (ti - tв)·10-6 (2.2)
где qв – удельная тепловая вентиляционная характеристика здания принимается по таблице 4; tв – расчетная температура наружного воздуха для проектирования приточной вентиляции (см. исходные данные).
Результаты расчетов сводим в таблицу 2.3.
Расчет максимальных тепловых нагрузок на вентиляцию
3.1 Средний тепловой поток на горячее водоснабжение
Средний тепловой поток на горячее водоснабжение (ГВС) в отопительный период определяется по формуле 2.3.
Qhз = qumh · N · c · ρ · (th – tcз) · (1+Кmn) · 10-6 (2.3)
где qumh – норма расхода горячей воды на ГВС принимается: для жилого дома – 105 лсут·чел.; для детского сада – 25 лсут·чел.; для учебного заведения – 6 лсут·чел.; для административных зданий – 5 лсут·чел.; N – количество единиц измерения отнесенное к суткам или сменам (число жителей) (см. табл. 2.1); С – удельная теплоёмкость горячей воды равная 4187 КДжкг·ºС; – плотность горячей воды принимаем равной 1 кгл; th – средняя температура горячей воды принимаем равной 55ºС; tcз – температура холодной воды в отопительном периоде принимаем равной 5 ºС; Кmn – коэффициент учитывающий тепловые потери системы ГВС принимаем равным 03.
Средний тепловой поток на ГВС в неотопительный период определим по формуле 2.4.
Qhл = qumh · N · c · ρ · · (th – tcл) · (1+Кmn) · 10-6 (2.3)
где tcл – температура холодной воды в неотопительном периоде принимаем равной 15 ºС; – коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС в неотопительный период принимаем равным 08.
По результатам расчета тепловых нагрузок на ГВ составляем таблицу 2.4.
Расчет средних тепловых нагрузок на ГВ
Определим максимальный тепловой поток на ГВС зимой и летом.
Qзгвmax = 24 · Qhз (2.5)
Qлгвmax = 24 · Qhл (2.6)
Составим итоговую таблицу расчетных расходов теплоты 2.5.
Расчётные тепловые нагрузки
Расчетный тепловой поток МВт
Суммарная расчётная нагрузка микрорайона составляет 6.804 МВт.
3.2 Отопление и вентиляция
Средний тепловой поток на отопление определяется по формуле 2.7.
Qoср = Qomax · ( ) (2.7)
где tсро – средняя температура наружного воздуха за отопительный период (см. исх. данные).
Средний тепловой поток на вентиляцию определяется по формуле 2.8.
Qвср = Qвmax · ( ) (2.8)
Результаты расчетов сводим в таблицу 2.6.
Итоговая таблица средних тепловых нагрузок
Расчётный средний тепловой поток МВт
Годовую нагрузку на отопление микрорайона находим по формуле 2.9.
Qо = 24 · n · Qocp (2.9)
где n – продолжительность отопительного периода сут (см. исх. данные).
Годовая нагрузка микрорайона определяется по формуле 2.10.
Qв = z · n · Qвcp (2.10)
где z – усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в сутки принимаем равным 16 ч.
Годовая нагрузка на микрорайон ГВ определяется по формуле 2.11.
QГВ = 24 · n · Qзh + 24 · (350 – n) · Qлh (2.11)
Итоговая нагрузка микрорайона определяется по формуле 2.12.
Q = Qо + Qв + QГВ (2.12)
5 Выбор схемы присоединения подогревателей ГВ
Схемы присоединения подогревателей ГВ в закрытых системах теплоснабжения выбирается в зависимости от соотношения максимального потока теплоты на ГВ и отопление.
= Qзгвmax Qomax (2.13)
Схемы присоединения подогревателей ГВ зданий
=02; >=1 – 1 ступ. (одноступенчатая схема);
>=06 – 2 ступ. посл. (двухступенчатая последовательная схема);
1 – 2 ступ. парал. (двухступенчатая параллельная схема).
Суммарная схема присоединения ГВ принимается 041 (двухступенчатая последовательная).
Графики расхода теплоты и продолжительности тепловой нагрузки
1 Построение графика часового расхода теплоты
По оси абсцисс откладываем наружные температуры воздуха в интервале от 18 до расчётной для проектирования систем отопления. Особыми точками являются 8 и расчётная для вентиляции (провести вертикальные тонкие линии). На оси ординат будем откладывать значения максимальных тепловых потоков в МВт по всем видам потребления а также суммарный.
Для построения суммарной линии расходов теплоты необходимо предварительно найти:
Qоср(t) = Qomax · ( ) (3.1)
Qоср(+8) = 5.201· ( )=095
Qвср(+8) = 0.723· ( )=018
Qоср + Qвср + Qзh = 201
2 Построение графика годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур
Наносим на оси абсцисс значения из таблицы а также число часов работы в год систем ГВ (350 суток или 350.24 часов=8400 ч.) и число часов в году (365.24=8760 ч). В интервале продолжительности от n до 8400 нагрузка равна ГВ а 8400-8760 ч – ремонт.
Восстанавливаем перпендикуляры с оси температур к суммарной линии расхода теплоты и проводим горизонтальные до пересечения с перпендикулярами восстановленными из соответствующих точек стояния наружных температур. Далее соединяем полученные точки.
Составим таблицу 3.1 в виде:
Повторяемость температур наружного воздуха
График центрального качественного регулирования
Температуры в подающем трубопроводе после системы отопления и после устройства смешивания в зависимости от наружной температуры определяются по формулам:
= ti + ('пр – ti) . o08 + ('10 - 'пр).o (4.1)
= 10 – (10' – 20') .o (4.2)
см = 10 – (10' – см') .o (4.3)
где o = ( ) ; 'пр = · (см' + 20' )
где 'o - это относительная тепловая нагрузка отопления; 'пр – средняя температура воды в отопительном приборе; 10' 20' – температуры в прямой и обратной магистралях системы теплоснабжения (принимаем 10' = 95 ºС; 20' = см. исх. данные); см' – температура воды в абонентской установке (см. исх. данные). Расчёт представляем в форме таблицы 4.1.
Расчёт температурного графика
Проводим горизонтальную линию температуры 65 ºС до пересечения кривой 10. Получаем точку на оси абсцисс и получаем температуру наружного воздуха соответствующую точке излома. Из точек пересечения температуры с кривыми линиями температур проводим горизонтальные линии влево. Линии температур в интервале от 8 до точки излома делаем пунктирными. По графику находим значение см и 20 при точке излома и обозначаем их на графике.
Расчёт расходов воды в сети
Расход на отопление для каждого здания определяем по формуле:
Расход на вентиляцию для каждого здания определяем по формуле:
Расход на горячее водоснабжение для каждого здания определяем по формуле:
где tг – температура горячей воды в теплоносителе принимаем равной 55 ºС; tх – температура холодной воды в теплоносителе принимаем равной 5 ºС; - температура нагреваемой воды после первой ступени нагрева принимается на 5-10 ºС ниже температуры греющей воды на выходе из теплообменника при точке излома с целью получения максимального расхода.
Суммарные расчетные расходы определяются по формуле:
G = Gco + Gв + GГВ (5.4)
Расчёт сводим в таблицу 5.1.
Расчетные расходы воды в теплосети
Составление расчётной схемы. Гидравлический расчёт
На планах источник теплоснабжения обозначим треугольником то есть тепловая сеть начинается из него. Прокладку трубопроводов необходимо осуществлять параллельно дорогам и зданиям. Пересечение дорог и коммуникаций стараться делать под углом 90 градусов. Расстояние от трубы до зданий не менее 2 м до дороги - не менее 15 м стремится к меньшему числу тепловых камер. Вводы в здания располагать посередине.
2 Бланк гидравлического расчёта
Выбирается расчетная магистраль как правило это самый удаленный от источника и нагруженный потребитель. Рисуем схему с расстановкой участков и указываем длины и расходы на каждом участке. Расставляем расходы сначала на дома а затем суммируем по всем участкам. Составляем план гидравлического расчета пользуясь таблицами "справочник проектировщика" (ст.118-121). По известным расходам на участке определяем диаметры труб потери напора и скорости воды на участке при этом соблюдая условия:
Для магистрали W ≤ 15 мс; R ≤ 80 Пам;
Для ответвления R ≤ 300 Пам.
Составляем бланк гидравлического расчета:
Бланк гидравлического расчёта
переход с 273 на 219;
п-образный компенсатор.
переход с 194 на 159;
переход с 273 на 133;
п-образный компенсатор;
переход с 194 на 108;
Механические расчёты сети
1 Выбор П-образных компенсаторов
Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода =125 мм с длиной пролета между неподвижными опорами L=116.4 м. Расчетная температура теплоносителя = 95. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления =-37. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.
Решение. Приняв коэффициент температурного удлинения α=0012ммм · определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле:
l =α·L(-) = 0012·1164·(95+37)=1844 мм
Расчетное удлинение lр с учетом предварительной растяжки компенсатора составит:
lр =05·l=05·1844=922 мм.
По таблице 1 ориентируясь на lр принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность lк =100 мм вылет Н=15 м спинка с=131 м.
По таблице 2 определим значение Рк кНсм:
Рк= 1.28·1.5-2037 = 0.56 кНсм.
Определяем реакцию компенсатора Р
Р=Рк*lк=0.56·10=5.6 кН.
Результаты расчётов сводим в таблицу 7.1.
Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода =200 мм с длиной пролета между неподвижными опорами L=130 м. Расчетная температура теплоносителя = 95. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления =-37. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.
l =α·L(-) = 0012·130·(95+37)=20592 мм
lр =05·l=05·20592=10296 мм.
По таблице 1 ориентируясь на lр принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность lк =160 мм вылет Н=24 м спинка с=21м.
Рк= 1.28·24-2037 = 0.22 кНсм.
Р=Рк*lк=0.22·10=22 кН.
Характеристики П- образных компенсаторов
Микрорайон города Курган являлся объектом проектирования данного курсового проекта.
Сначала были определены наружные объёмы здания и число жителей.
Был выполнен расчёт максимальных нагрузок на отопление и вентиляцию найден средний тепловой поток на горячее водоснабжение. Суммарная расчётная нагрузка микрорайона составила 6804 МВт. Были посчитаны годовые нагрузки и подобраны схемы присоединения подогревателей ГВ зданий и всего микрорайона (2 одноступенчатые схемы 2 двухступенчатые последовательные и 2 двухступенчатые параллельные схема присоединения микрорайона – двухступенчатая последовательная). Также были построены: график часового расхода теплоты и годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур и график центрального качественного регулирования. Были выполнены расчёты расхода воды в теплосети (общий расход составил 21234 тч) и заполнен бланк гидравлического расчёта. К каждому участку были подобраны длины скорости и местные сопротивления.
Были рассчитаны и подобраны сальниковые компенсаторы и п-образные компенсаторы.
С помощью гидравлического расчета была проведена трассировка сети и построена монтажная схема сети.
Список используемой литературы
СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. – М.:ГУП ЦПП 2000. – 70.
СНиП 41 01-2003 Отопление вентиляция и кондиционирование.
СП 41-101-95 Проектирование тепловых пунктов.
СНиП 41-02-2003 Тепловые сети.
ГОСТ 21.605-82 Рабочие чертежи тепловых сетей
Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей (под редакцией Николаева А.А.). М: СИ 1985.
Копко В.Н. и др. Теплоснабжение (курсовое проектирование). М: Высшая школа 1985 139с.